2024年2月12日 星期一

點火亮燈，吹氣滅燈

最近又有老師問我如何可以自學電子電路？
其實這件事以前就說過

所有的複雜電路其實都是從基本電路組合起來的
「模組化」學習這個概念放在電子學是非常有用且務實的
把每個常用或實用的模組電路完全弄懂
一定要完全弄懂，不是只會看著圖接
一塊一塊學，最後組合起來就可以
但組合起來會不會有BUG？
當然會，所以一定要懂每個模組電路原理才能除BUG
基本功很痛苦，但過了就很輕鬆了

這個有趣的電子蠟燭也是一個很好的案例
電容麥克風的原理
把這些原本就已經知道的東西組合起來
就是這個點火亮燈，吹氣滅燈的小玩具
先來看看效果
影片如下


基本上就是把4017的pin14用光電二極體和電容麥克風來控制
點火時，光電二極體接收到紅外線就會導通
4017的pin2輸出高電位導通線圈
線圈產生磁場吸住磁簧就會導通AC110V的外電路
蠟燭燈就亮了
反之
吹氣時，電容麥克風電位拉高
4047的pin14再次接收到高電位，就會循環回到pin3
蠟燭燈就滅了
連接蠟燭燈的AC電源
安全起見，加上一個電容來限制最大電流
也就是所謂的容抗降壓電路

所以這個小玩具其實只是個噱頭
就是之前吹氣燈的加強版而已
連續吹氣或點火，其實都可以控制明滅
那可不可以亮燈只能點火？
滅燈只能吹氣？
當然可以，之後再說了
電路圖如下









於

2024年2月10日 星期六

蠟燭燈的有趣現象

以前媽媽過年都會點一個約1個星期的鳳梨燈
有個明火沒人看顧其實滿危險的
後來買了一個蠟燭燈放在神明廳
說這樣比點蠟燭安全多了

這個蠟燭燈其實就是一個大功率的氖燈
仔細看會發現兩面金屬中間是沒東西的



高壓累積在金屬片上不定時導通兩側產生氣體放電
看起來就像是燭火般的不穩定閃爍



如果接上110V的直流電呢？
結果很有趣
左側金屬板接負極，右側接正極




右側金屬板接負極，左側接正極(左側光點是玻璃反光)
                                        



影片如下


仔細觀察會發現只有接負極的金屬板會明顯發亮
這樣可以說明電路中實際有能量的是電子嗎？
金屬板上累積到一定能量的電子才會放電
所以只有負極會發光
如果接上交流電
金屬板"原則上"就會隔1/120秒交換一次閃爍
當然肉眼是看不出頻率的

過年發現的有趣東西~~
於

2024年2月8日 星期四

自製磁簧繼電器

在設計某個電路的時候需要外掛繼電器
但我的輸出只有1-2V，電流也只能提供10mA左右
手邊目前有的繼電器只有5V和12V兩種
基本驅動電流至少也要30-50mA
當然最快的方法就是買一個低壓的繼電器
但這種繼電器很貴，遠水也就不了近火
就看看能不能自己設計一個出來先用了

從基本原理來看
我要的就是用一個小訊號來開啟另一個開關
必須是隔離電路
所以電晶體和TRIAC就不考慮了
翻以前的部落格找靈感
發現計某個電路的時候需要繼電器外掛
但我的輸出只有1-2V，電流也只能提供10mA左右
手邊的繼電器只有5V和12V兩種
基本驅動電流至少也要30-50mA
當然最快的方法就是買一個低壓的繼電器
但這種繼電器很貴，遠水也就不了近火
就看看能不能自己設計一個出來先用了

從基本原理來看
我要的就是用一個小訊號來開啟另一個開關
必須是隔離電路
所以電晶體和TRIAC就不考慮了
翻以前的部落格找靈感
發現3年前大停水時作的水塔水位偵測器
磁簧應該就是解方了


將磁簧放在0.15mm的漆包線圈內
漆包線通電後就會讓磁簧吸住通電


這就是我要的繼電器了
實際測試，1.5V的電池串聯100歐的電阻就能驅動磁簧
電流約8mA


我需要外掛110V的AC
電流要大一點，吸力較強
磁簧的接觸電阻才會比較小
改為68歐的電阻，電流約10mA
這樣就搞定我的低壓磁簧繼電器了



後續怎麼用？
以後再說了

於

2024年2月3日 星期六

指針型三用電表的電路_解決篇

我們將指針型三用電表拆開看看
裡面有兩組電池，3V+9V(這也是早就知道的事)




基本上9V只有調整到10K電阻檔才有功能
主要目的只是提供更高的電壓才能驅M歐等級的外電阻
實際量測，3V的正極是和9V的負極連接


也就是兩組電池是串聯的
再測量3V電池的負極，和電表正極(紅探針)相連


3V正極則隨著電阻檔(1-10K)的不同，和電表負極有20-20K歐左右的電阻



10K檔則是要連接到9V的正極才有阻值


再量測表頭的負極，和電表的負極也是相連的


表頭的正極則隨著V、I不同檔位有不同阻值


但切到R檔就是不通的(電池拆掉的時候)
這樣一切就說得通了
電路示意圖如下


基本上表頭的電流一定要從正極流向負極
指針才會向右順時針偏轉
當測量電壓或電流時
電表由外界供電，電流都是從表頭正極流向負極
但要量電阻時，必須由電表自己對待測電阻供電
為了保持電流還是要從表頭的正極進入
內建電源只好將負極連接在電表正極(紅探針)的地方
這樣表頭的電流方向才會是正確的
若不知道，真的會被他搞死...
於

指針型三用電表的電路_問題篇

三用電表可以測LED燈，應該是基本都知道的了
詳細可以看這篇，就不再重述
基本上我們的習慣就是紅為正、黑為負


所以測量二極體或LED時
紅探針(正極)接長腳(正)，黑探針(負極)接短腳(負)
但忽然發現，指針型電表怎麼是相反的？
必須紅探針(正極)接短腳(負)，黑探針(負極)接長腳(正)
LED才會亮



直接用另一台電表測量
負極輸出高電位，正極輸出低電位
也就是黑為正，紅為負
有趣了~~
實際測量看看
電阻檔1-1K，輸出都約3.2V
10K檔約10.3V



於

改裝直交流兩用數位雙顯電表

之前教具醫生計畫在北斗國中看到這個交流電錶


很新奇啊~~
當時對於原理還沒有概念
不過有些事就是需要時間發酵...
最近維修雙顯電表又開始研究了一大堆週邊的東西
但也因為這樣有了一些靈感
不管是指針還是數位，基本都還是利用直流電流來轉換
那如果直接通入交流電呢？
就把它轉成直流電不就好了
搞了一陣子
嘗試將這個直流雙顯電錶弄成直交流兩用的顯示器


這樣我的六段交直流電源供應器就可以發揮更大的功效了

基本上電流的部分就是讓他通過一組橋式全波整流
橋式整流原則上只會降壓不會耗能
所以測量直流電流幾乎和直接接電錶一樣
所以不管輸入是直流還是交流
都可以正常顯示安培數
不過交流電流實際上還是會小一點
就當作參考吧

但電壓呢？
當然也可以再給他一組全橋
但這樣壓降會有1-1.4V左右
我的電源，AC原則上3-12V
壓降如果超過1V，比例就很大了
所以決定用半橋來處理，壓降約0.5-0.7V
但半橋會讓偵測出來的電壓只有一半左右
這時就是關鍵了
在loading後端和電壓偵測線並聯一個濾波補充電容
當電容越大，電壓就可以拉上去
電路圖如下


裁了一個小麵包板集成
這樣未來如果需要更動電容的大小才會方便





可以看看以下實驗的結果
就以中間值約AC 7.5V來當作參考值
沒有補充電容


電容0.001微法(103)


電容0.01微法(104)


電容0.22微法


電容1微法


電容10微法


但電容值和VCC有關
所以只能犧牲最高和最低兩個極端電壓的部分會比較不準
測試的結果發現0.22微法差不多
電表電源外掛，才不會受到VCC太小無法驅動的問題

最後用電表再確認一下準確值
左邊電表是電流值，右邊電表是負載的電壓值
AC






DC






不錯用的好東西啊~~
於